Читать книгу Orientaciones prácticas para la elaboración exitosa de trabajos de grado en ingeniería - Martha Ilce Pérez - Страница 8

Capítulo 1. Aproximación teórico-práctica de la investigación

1. Fundamentos de la investigación

Para aprovechar de una mejor manera el desarrollo del trabajo de grado es necesario situarse previamente, en el contexto en que éste adquiere su sentido. La metodología de la investigación es una herramienta dirigida a validar y a hacer más eficiente los procesos de investigación, que a su vez, alimentan la ciencia y que sirven de apoyo para los trabajos de grado que deben realizar los estudiantes de los distintos niveles educativos en la universidad. Para cumplir con este objetivo es necesario tener una comprensión mínima de los conceptos básicos relacionados con la actividad de investigar, conocer las actividades propias del proceso investigativo y considerar las experiencias investigativas en el área de ingenierías, específicamente en Ingeniería de Petróleos.

1.1 Conceptos generales

Para entender como elaborar un trabajo de grado, es importante definir algunos conceptos tales como conocer, conocimiento, ciencia e investigación, pues aunque son expresiones que se manejan de manera implícita o explícita cuando se desarrollan los diversos trabajos de grado, muchas veces se desconoce su significado esencial y en ocasiones son utilizadas de manera imprecisa.

El siguiente apartado muestra algunas definiciones y atributos de criterio que le dan identidad a los conceptos anteriormente mencionados, presentados en un lenguaje sencillo para que se constituyan en explicaciones que apoyen la realización de los trabajos de grado, especialmente para aquellos estudiantes que no están familiarizados con procesos investigativos. Igualmente el gráfico 1.1 que se presenta a continuación muestra un resumen de dichos conceptos generales.

CONCEPTOSGENERALES	CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN	CATEGORÍAS
CONOCIMIENTO	Según el origen	Empírico
Racional
Según el proceso de producción	Cotidiano
Científico
CIENCIA	Según el objeto de estudio	Formal
Fáctica
Según el tipo de conocimiento que busca	Pura
Aplicada
INVESTIGACIÓN	Según el propósito	Básica, pura o teórica
Aplicada, práctica o empírica
Según los medios utilizados para la obtención de datos	Documental
De campo
Experimental
Según el nivel de conocimiento que se adquiere en la investigación	Exploratoria
Descriptiva
Explicativa

Gráfico 1.1 Cuadro resumen de conceptos generales

En primera instancia se precisa el concepto conocer11, referido al hecho espontáneo e instintivo, que puede ser descrito como el ponerse en contacto con el ser y con el mundo, que está vinculado con funciones y operaciones mentales y con actividades prácticas. En una definición sencilla se dice que conocer consiste en obtener información sobre un objeto, hecho o evento; dicha información se consigue cuando el sujeto se pone en contacto con el objeto de conocimiento, capta su naturaleza, cualidades y relaciones; interioriza su esencia; construye representaciones mentales, conceptos, abstracciones de esa realidad y finalmente conforma sus propias ideas del objeto de conocimiento. En este sentido (Hessen, Messer y Besteiro,1986, 90) afirman que:

El conocer es una relación entre dos miembros, sujeto y objeto, que permanecen distintos entre sí. Esa relación es una correlación pues el término sujeto solo es sujeto en cuanto el otro es objeto suyo. Ahora bien, esta correlación no es reversible. Ser sujeto es cosa completamente distinta de ser objeto. La función del sujeto es captar, aprehender; la del objeto, ser aprehensible y ser aprehendido.

En la acción de conocer se recurre al uso de los sentidos cuando el objeto de conocimiento es material y al uso de la razón tanto si el objeto cognoscible se refiere al mundo de las representaciones, conceptos o ideas, (llamado por algunos realidad subjetiva), como también si se refiere al mundo de los objetos materiales, (llamado realidad objetiva). En el ámbito de los hidrocarburos se pueden mencionar como ejemplos de la realidad objetiva las características físicas del petróleo; la producción de agua o arena proveniente de los pozos; los sistemas de almacenamiento en superficie; los sistemas de trasporte como oleoductos, gasoductos, poliductos, etc. De otra parte se pueden mencionar como ejemplos de la realidad subjetiva los modelos estructurales, estratigráficos o sedimentológicos de un yacimiento; la presión, la permeabilidad, los esfuerzos geomecánicos actuando en el yacimiento, etc. Finalmente, en el acto de conocer se pueden distinguir cuatro elementos esenciales: (1) el sujeto que conoce, (2) el objeto cognoscible, (3) las operaciones intelectivas que realiza el sujeto y (4) el resultado alcanzado, que se refiere a la información obtenida del objeto.

Como resultado de la acción de conocer, surge el conocimiento2, que puede ser analizado desde dos perspectivas distintas, mencionadas anteriormente: por un lado se refiere al estado de quien conoce o sabe algo, (sujeto que conoce y realiza las respectivas operaciones intelectivas) y por otro lado a los contenidos conocidos que hacen parte de la realidad, del mundo de las ideas o del patrimonio cultural de la humanidad, (objeto cognoscible que arroja como resultado el conocimiento mismo). En una explicación más sencilla conocimiento se refiere a todo lo que un sujeto o sociedad sabe o conoce.

Para organizar la diversidad de conocimiento que la humanidad ha construido a lo largo de la historia, existen diversas taxonomías3, pero para el propósito del presente libro se han escogido dos clasificaciones que atienden a los siguientes criterios y categorías de clasificación. La primera clasificación tiene como criterio la naturaleza y origen del conocimiento, y en este sentido se puede hablar de las categorías de conocimiento empírico y racional. La segunda clasificación tiene como criterio el proceso de producción del conocimiento, en esta taxonomía se reconocen las categorías de conocimiento cotidiano y científico

En la primera clasificación el conocimiento empírico se refiriere a aquel cuyo origen es la experiencia, es el obtenido a través de la percepción, que nos dice que el objeto de conocimiento existe y cuáles son sus características, pero no dice que dicho objeto de conocimiento deba ser así o de otra forma, ni tampoco nos revela el carácter universal del objeto de conocimiento. Es decir el conocimiento empírico tiene carácter particular, surgido en un contexto específico y no garantiza que lo conocido se cumpla siempre y en todos los casos. En la cadena productiva de los hidrocarburos, se puede mencionar como ejemplo de este tipo, el conocimiento técnico adquirido en años de trabajo por los operadores de campos petroleros o refinerías, quienes han aprendido como proceder cuando ocurre alguna eventualidad en la operación, sin embargo en la mayoría de los casos no dan razón, ni explican el porqué de la eventualidad. El conocimiento empírico se fundamenta en la posición epistemológica empirista del origen del conocimiento, que afirma “…la única fuente del conocimiento humano es la experiencia…La conciencia cognoscente no saca sus contenidos de la razón sino exclusivamente de la experiencia… Todos nuestros conceptos, incluso los más generales y abstractos, proceden de la experiencia.” (Hessen, Messer y Besteiro, 1986, 30).

Finalmente, es preciso aclarar que a través del conocimiento empírico los seres humanos conocen los hechos, su orden aparente y dan respuestas o explicaciones relacionadas con las razones de ser de las cosas, pero ofrece muy pocas respuestas acerca de las cosas en sí mismas, es decir de la esencia de dichas cosas.

El conocimiento racional4 llamado también abstracto, es aquel cuyo origen es el razonamiento. Se refiere entonces al conocimiento que es producto de una construcción mental llevada a cabo mediante procedimientos que usan una estructura lógica; usan capacidades humanas que permiten pensar, evaluar y actuar de acuerdo a principios de optimidad y consistencia; se caracteriza por ser un conocimiento mediato y abstracto al cual se llega después de una determinada elaboración mental de la información recibida; proporciona lo que hay de permanente y fundamental en las cosas; y pone de manifiesto los aspectos cambiantes de las cosas. En ingeniería de petróleos se pueden mencionar como ejemplos de este tipo de conocimiento el desarrollo de metodologías para resolver problemas como cálculo de presiones de colapso, presiones de poro, gradientes de fractura, etc; o desarrollar correlaciones para calcular propiedades petrofísicas de un yacimiento. El conocimiento racional se fundamenta en la posición epistemológica racionalista del origen del conocimiento,

…que ve en el pensamiento, en la razón, la fuente principal del conocimiento humano…un conocimiento solo merece, en realidad, ese nombre cuando es lógicamente necesario y universalmente válido. Cuando nuestra razón juzga que una cosa tiene que ser así y que no puede ser de otro modo… (Hessen, Messer y Besteiro1986, 27).

Para concluir, es preciso aclarar que el conocimiento racional se aproxima a la realidad de manera más profunda, pues tiene que ver con la esencia, con aquello que se esconde detrás de la apariencia.

La segunda clasificación mencionada anteriormente que tiene como criterio el proceso de producción del conocimiento y como categorías el conocimiento cotidiano y científico, afirma que el conocimiento cotidiano, conocido también como vulgar, popular, lego, común, espontáneo…, se obtiene básicamente en la experiencia del día a día en el contacto que el ser humano tiene con el entorno más cercano; surge para dar respuesta a necesidades vitales y ofrece resultados prácticos y útiles que son transmitidos de generación en generación y cuya producción de conocimiento esencialmente se fundamenta en el sentido común.

En este orden de ideas es oportuno precisar ¿qué se entiende por sentido común? Este término describe las creencias que son aceptadas de manera consciente por la mayoría de personas que conforman una comunidad, quiénes las consideran razonables y obvias, pues hacen parte de lo que se ve y se escucha en la “vida real”. Sin embargo, el sentido común alude a una experiencia interna del individuo que posibilita relacionar las sensaciones captadas por los sentidos con la imaginación, la memoria y aspectos cognitivos de las personas.

En otras palabras, los presuntos hechos concretos de la percepción de sentido común no lo son tanto como parecen, pues ya exigen abstracciones de índole muy complicada, situación que debemos tomar en cuenta para no caer en la falacia de la materialización inadecuada. (Whitehead, 1948,52 citado por Schutz, 1974, 33).

Se puede mencionar como ejemplo de conocimiento cotidiano en el escenario de los hidrocarburos la concepción de la forma de acumulación del petróleo en el subsuelo: el común de la gente piensa que el petróleo se encuentra subterráneamente acumulado en huecos en forma de lagunas o corrientes subterráneas de petróleo, pero realmente el petróleo se encuentra acumulado en los poros de las rocas.

Concluyendo, el conocimiento cotidiano carece de un procedimiento riguroso de construcción; tiene un carácter altamente subjetivo; carece de un orden lógico en su producción y se fundamenta en creencias cuyas afirmaciones no son necesariamente verificadas.

El conocimiento científico, se refiere a aquel tipo de conocimiento cuyo proceso de producción se fundamenta en principios y teorías formuladas por la ciencia, que a través de las comunidades de especialistas han validado sus formulaciones y les han otorgado el carácter de ciertas, generales, metódicas sistemáticas y rigurosas. Igualmente es importante reconocer que en el ámbito académico, es muy frecuente relacionar la producción de conocimiento científico con el uso del método científico en los procesos de investigación, pues según un buen número de comunidades académicas el uso sistemático del método científico, posibilita trascender los hechos, desentrañar las causas y pronosticar el futuro. El conocimiento científico ofrece explicaciones y soluciones a problemas complejos por cuanto sigue procesos rigurosos que construyen sistemas de ideas organizadas coherentemente a partir de la recopilación y análisis de datos que conduce a “un conocimiento veraz, verdadero, es decir relacionado con la realidad o con el objeto real de estudio e igualmente conduce a un conocimiento tangible y comprobable”5. En ingeniería de petróleos se tienen como ejemplos de conocimiento científico la modificación de sistemas de levantamiento artificial, para mejorar y optimizar la producción de un pozo. La modificación de las ecuaciones de balance de materia para incluir heterogeneidades del yacimiento. El diseño de un lodo nuevo para inhibir el hinchamiento de arcillas, para disminuir el daño a la formación, etc.

Para finalizar, como afirma (Whitehead, citado por Schutz, 1974, 33): “Ni el sentido común ni la ciencia pueden avanzar sin apartarse del examen estricto de lo que es real en la experiencia.” En este sentido, es importante afirmar que la construcción de conocimiento basado en el sentido común o en la ciencia guardan en esencia la misma finalidad “producir conocimiento”, independientemente de la manera por la cual obtiene dicho conocimiento.

Siguiendo con las definiciones de conceptos generales que fundamentan el desarrollo de los trabajos de grado, a continuación se precisará el significado de ciencia. El concepto de Ciencia6 tiene varias acepciones que originan ideas relacionadas unas con otras. En primer lugar, surge el concepto de ciencia como “saber hacer”, en su sentido técnico. En el ámbito de los hidrocarburos, como se mencionó anteriormente, se refiere a la sabiduría que obtienen los operadores de campo o refinerías para detectar con precisión las fallas específicas que se presentan en alguno de los pozos o en algún equipo de la refinería donde laboran. Esta acepción del concepto de ciencia, tiene vigencia, pues aún cuando no esté dotada de la cientificidad que otorga la aplicación del “método científico”, resulta muy necesario a la hora de resolver problemas puntuales. En segundo lugar se contempla el concepto de ciencia como “sistema ordenado de proposiciones derivadas de principios”, que surge esencialmente en el ámbito académico, tiene una larga tradición y sigue plenamente vigente pues se origina a partir del debate, la organización lógica de proposiciones y puede ser divulgada a través de escritos rigurosamente elaborados. En otras palabras sería lo que M. Bunge7 1972 llamaría las Ciencias formales cuyos enunciados consisten en relaciones entres signos que utilizan la lógica deductiva para demostrar sus teoremas. La tercera acepción de ciencia es la relacionada con las llamadas “ciencias positivas” dedicadas al estudio de la realidad mediante la aplicación de una metodología que propone hipótesis interpretativas y explicativas, cuya validez debe ser confirmada o negada por medio de la experimentación. Este grupo de ciencias son las llamadas fácticas por Bunge, quien afirma que los enunciados de estas son contenidos extracientíficos es decir sucesos y procesos de la naturaleza y necesitan más que la lógica formal para confirmar sus conjeturas por lo cual recurren a la observación y experimentación, en este sentido, Bunge, 1972,16 concluye diciendo “Las ciencias formales demuestran o prueban y las ciencias fácticas verifican (confirman o disconfirman) hipótesis que en su mayoría son provisionales”. La cuarta y última acepción de ciencia que se menciona en este apartado, se refiere a una extensión de la acepción anterior a otros campos como la educación, la política, la antropología, la psicología, la economía que en palabras de Bunge corresponden a las llamadas “pseudociencias”.

Estas cuatro acepciones del concepto de ciencia tienen en común: (1) Originan un conocimiento provisional porque es siempre susceptible de cambiarse o modificarse con base en evidencias nuevas. (2) El conocimiento generado es individual o particular pero con carácter público pues los investigadores tienen que convencer a la mayoría de los colegas de su área para que puedan declararlo como verdadero. (3) La ciencia genera un conocimiento conformado por un sistema de creencias, que se basa en el razonamiento lógico y en la observación de experiencias sometidas a contrastación permanente. (4) Utiliza una diversidad de métodos científicos particulares usados en las diversas ciencias, lo que significa que los métodos muy útiles en una ciencia pueden no ser aplicables en otra. Y (5) La ciencia no sólo somete a prueba hipótesis, sino también métodos, que cada vez encuentran mejores formas para acercarse a la verdad. Estos últimos aspectos en común añaden fiabilidad y autoridad a los conocimientos adquiridos por la ciencia. Cabe resaltar, que lo importante en la ciencia es la observación minuciosa en todo el proceso, especialmente la observación en el momento de contrastación de hipótesis y el razonamiento lógico para definir sus formulaciones. De igual manera, los hechos, teorías y leyes son los componentes básicos de la ciencia, sin embargo, la imaginación y la creatividad impregnan toda la actividad científica.

Igualmente, en palabras más concretas, retomamos la clasificación que presenta Arbeláez, (1992, 19):

Siendo tan variadas las formas de conocimiento, la ciencia tiene variados motivos para dividirse, así de acuerdo con el objeto de que se ocupa puede clasificarse en Formal y Fáctica.

Las Ciencias Formales son aquellas que se ocupan de objetos ideales y en las que se demuestra deductivamente como la Lógica y la Matemática.

Las Ciencias Fácticas son aquellas que se ocupan de objetos naturales en las que se comprueba y demuestra…

Si el punto de análisis es el interés que motiva la búsqueda de conocimientos las ciencias pueden dividirse en Puras y Aplicadas.

Las Ciencias Puras son las que pretenden enriquecer el campo de la ciencia con nuevos principios, teorías o leyes que explican el fenómeno natural.

Las Ciencias Aplicadas son las que pretenden convertir el conocimiento científico en soluciones prácticas (metodologías, tecnologías) para las necesidades sociales.

Para concluir este apartado, cualquiera de las clasificaciones de la ciencia presentadas anteriormente posibilitan una mejor comprensión del concepto de ciencia y permiten ubicar la producción de conocimiento científico que se logra con el desarrollo de los trabajos de grado o investigación.

Para finalizar con la definición de conceptos básicos que fundamentan el desarrollo de los trabajos de grado en este primer capítulo, se precisará a continuación el significado de investigación. Investigar8 en pocas palabras se refiere a descubrir o hallar algo, de esta manera, la investigación es la acción de investigar. A continuación se presentan algunas definiciones de investigación con el propósito de detectar los diversos matices presentados por algunos autores.

“Investigar es una actividad sencilla y enriquecedora para quien la practica, por lo que hay que desmitificarla” (Méndez, 2003,30).

“La investigación es un proceso que, mediante la aplicación del método científico, procura obtener información relevante y fidedigna, para entender, verificar, corregir o aplicar el conocimiento.” (Tamayo, 2002,37).

“…la investigación puede ser definida como una serie de métodos para resolver problemas cuyas soluciones necesitan ser obtenidas a través de una serie de operaciones lógicas tomando como punto de partida unos datos objetivos.” (Arias, 1976,28 citado por Tamayo, 2002,38).

“Consideramos la investigación como un proceso más formal, sistemático e intensivo de llevar a cabo el método científico del análisis. Comprende una estructura de investigación más sistemática que desemboca generalmente en una especie de reseña formal de los procedimientos y en un informe de los resultados o conclusiones” (Best, 1970,7).

Teniendo en cuenta las definiciones anteriormente mencionadas, se puede concluir que la investigación es una actividad de búsqueda de conocimiento que se caracteriza por ser reflexiva, sistemática y metódica y tiene como finalidad solucionar problemas de orden científico o técnico o tecnológico. La investigación permite establecer contacto con la realidad; constituye un estímulo para el desarrollo intelectivo y creativo; contribuye al progreso de la ciencia y es fundamental para el estudiante y para el profesional, pues se inicia formalmente desde el mismo momento que la persona comienza sus estudios y continúa a lo largo de la vida profesional.

De otra parte, la investigación puede clasificarse según su propósito o finalidad en básica y aplicada. La primera llamada también investigación pura o teórica tiene como finalidad formular nuevas teorías o enriquecer las existentes. La segunda llamada también investigación práctica o empírica, busca utilizar los conocimientos que se adquieren en la investigación básica para ofrecer soluciones prácticas a problemas concretos. La investigación según los medios utilizados para obtener los datos puede clasificarse en: (1) documental que se apoya en la consulta de libros, artículos o ensayos de revistas y periódicos, y en documentos que se encuentran en los archivos, como cartas, oficios, circulares, expedientes. (2) Investigación de campo que se apoya en informaciones provenientes de entrevistas, cuestionarios, encuestas y observaciones directas de la realidad. (3) Investigación experimental que se apoya en la información obtenida al someter el objeto de estudio a la influencia de ciertas variables, en condiciones controladas y conocidas por el investigador, para observar los resultados que cada variable produce en el objeto. En este sentido Arbeláez, (1992, 49) afirma: “La investigación experimental como tal, se basa en la observación dirigida de los cambios y desarrollos, tanto de las ciencias naturales como de las sociales, porque realmente lo que se pretende reproducir en el ambiente de laboratorio es el producto de dicha observación.” Finalmente, según el nivel de conocimientos que se adquiere en la investigación se clasifica en exploratoria, descriptiva o explicativa. La primera se realiza con el propósito de reconocer los aspectos fundamentales de una problemática determinada y encontrar los procedimientos adecuados para elaborar una investigación posterior. La segunda utiliza el método de análisis y busca caracterizar un objeto de estudio o una situación concreta. La tercera utiliza los métodos analítico y sintético, o inductivo y deductivo para tratar de responder o dar cuenta del porqué del objeto que se investiga.

A modo de conclusión, el estudio de los conceptos conocer, conocimiento, ciencia e investigación ayudan a comprender de una manera más precisa los procesos investigativos que conllevan los trabajos de grado de los distintos niveles de formación en la universidad o cualquier proyecto de investigación.

1.2 El proceso de investigación

Toda investigación supone un proceso planeado, sistemático y organizado, que sabe lo que busca, que utiliza métodos, técnicas y procedimientos adecuados a ese propósito. Este proceso de investigación consiste en proyectar el trabajo investigativo de acuerdo con una estructura lógica de decisiones y con estrategias que orientan la manera de realizar el trabajo investigativo. Esta labor requiere que el investigador realice una serie de actividades que lo lleven a utilizar el conocimiento aprendido y a construir nuevo conocimiento a partir de la observación, descripción, explicación y predicción de hechos.

Una revisión bibliográfica sobre la temática muestra diversos modelos del proceso investigativo propuestos por diferentes autores. Todos los esquemas definen pasos sucesivos que puede seguir el investigador con el ánimo de organizar la actividad investigativa, sin embargo los diversos modelos propuestos pueden presentar ligeras variaciones en cuanto al número de pasos o etapas, en cuanto al énfasis en cada una de ellas o inclusive en el orden establecido. Es preciso aclarar que todos los autores están de acuerdo en que estos pasos no son lineales, dado el carácter dinámico y procesal de la investigación. Para efectos de ilustrar este proceso en el contexto de la investigación de los trabajos de grado en el ámbito de las ingenierías y específicamente en Ingeniería de Petróleos se consultarán y retomarán especialmente autores como Hernández, Fernández, Baptista 2000; Méndez 2003 y Sabino 1997.

Para iniciar la presentación de estos modelos es importante partir del concepto de investigación científica que como cualquier otro tipo de investigación, es definida por (Kerlinger, 1975, 11 y citado por Hernández, Fernández, Baptista 2000), en la introducción de su obra.

…como un tipo de investigación “sistemática, controlada, empírica, y crítica, de proposiciones hipotéticas sobre las presumidas relaciones entre fenómenos naturales”. Que es “sistemática y controlada” implica que hay una disciplina constante para hacer investigación científica y que no se dejan los hechos a la casualidad. “Empírica” significa que se basa en fenómenos observables de la realidad. Y “crítica” quiere decir que se juzga constantemente de manera objetiva y se eliminan las preferencias personales y los juicios de valor.

Desde esta perspectiva, el proceso de investigación científica en el contexto social, según lo presenta Hernández, Fernández, Baptista en la introducción del libro de la edición de 2000, tiene diez pasos o etapas que se muestran en el Gráfico 1.2

Gráfico 1.2 Proceso investigativo de Hernández, Fernández, Baptista 2000

Continuando con los modelos del proceso investigativo según Méndez,(2003, 145) se pueden contemplar dos fases en la investigación, la primera se refiere al diseño del proyecto de investigación o planeación de la investigación y la segunda al desarrollo de la investigación tal y como se ilustra en el gráfico 1.3. La fase de diseño del proyecto de investigación incluye tres componentes básicos que son: (1) Elementos del objeto de conocimiento relativos al contenido y alcance de la investigación, que tienen su fundamento en el conocimiento que el investigador adquiere mediante la observación inicial y la recolección de fuentes de información de tipo primario sobre su objeto de conocimiento y que responden a la pregunta ¿qué investigar? (2) Elementos de apoyo metodológico que definen el nivel de profundización, el tipo de estudio, el método, las técnicas de recolección de información y el tratamiento que se espera dar a la misma. Estos elementos responden a la pregunta ¿cómo hacer la investigación? Y (3) Elementos de soporte administrativo que determinan el tiempo y costos, son elementos de apoyo para el investigador que garantizan el cumplimiento del trabajo propuesto y responden a la pregunta ¿con qué investigar? De igual manera la fase de diseño de la investigación contempla once momentos específicos denominados para efectos de este libro etapas que en su orden son: Selección del tema, Problema, Objetivos, Justificación, Marco de referencia, Hipótesis de trabajo, Aspectos metodológicos, Contenidos, Bibliografía, Cronograma y Presupuesto. Estas etapas se constituyen igualmente en los componentes que deben presentarse en el plan de trabajo de grado o propuesta de investigación.

En la fase de desarrollo de la investigación que implica la ejecución del planeamiento de la investigación, Méndez, (2003, 146) afirma:

…el desarrollo de la investigación se concentra en tres aspectos básicos: la información (recolección, ordenamiento, procesamiento, presentación), el análisis (construye explicaciones sobre el objeto de conocimiento y permite definir acciones e intervenciones orientadas a prever situaciones futuras en el objeto de conocimiento) y la presentación de resultados de investigación.

A continuación se presenta el Gráfico 1.3 con cada una de las fases y las respectivas etapas que se realizan en el proceso investigativo según lo planteado por Méndez 2003.

Gráfico 1.3 Fases y etapas del proceso investigativo según Méndez 2003, 148-149

El Gráfico 1.4 presenta el modelo de proceso investigativo de Sabino, 1997, quien plantea doce etapas paralelas para el desarrollo de un trabajo de investigación, lo que ratifica el carácter no lineal del proceso que se había mencionado anteriormente.

Gráfico 1.4 Visión esquemática del proceso de investigación. Tomado de Sabino 1998,26

En el modelo de Sabino 1998, la primera etapa, definición del área temática, implica la selección de un campo de trabajo, de un área teórica y empírica donde se ubica la investigación. Son campos de saber que tienen una estructura interna más reducida que una disciplina, aún cuando puede pertenecer a más de una disciplina del conocimiento, es decir el área temática puede tener carácter interdisciplinar. La segunda etapa, formulación del problema, asume generalmente la forma de pregunta, cuya respuesta se obtendrá una vez finalice la investigación. La tercera etapa, formula los objetivos específicos y realiza una delimitación del tema de estudio. A partir de esta etapa ocurre una bifurcación lo que significa que los trabajos pueden realizarse simultánea o paralelamente. La cuarta etapa, se refiere a la construcción de un marco teórico de referencia que implica la revisión de conocimientos previos y la formulación de explicaciones teóricas que el investigador desarrolla. La quinta etapa, el diseño concreto, determina la forma en que el problema va a ser tratado, verificado, comparado, y junto con la sexta etapa, operacionalización, se constituyen en el momento metodológico de la investigación. La etapa siete, técnicas de recolección de datos son la implementación instrumental del diseño escogido que junto con la operacionalización confluyen en la octava etapa, la elaboración de instrumentos de recolección de datos. Es importante resaltar que la operacionalización está ligada al desarrollo teórico y las técnicas de recolección de datos al desarrollo empírico de la investigación. Finalmente los instrumentos de recolección de datos llevan a la novena etapa, los datos y de manera más lineal se continúa el proceso con la décima etapa, el procesamiento de datos, la décima primera, el análisis de datos y la décimo segunda etapa la síntesis y conclusiones que se vincula con la segunda etapa, formulación del problema, lo que confiere el carácter de continuo y cíclico al proceso de la investigación.

Finalmente el Gráfico 1.5 presenta el modelo de proceso investigativo propuesto por las autoras, quienes plantean tres trayectos para la realización de un trabajo de grado, utilizando metafóricamente los aspectos que de manera organizada se pueden incluir en la realización de un viaje de vacaciones. Es importante aclarar que el modelo propuesto tiene en cuenta requerimientos del área de ingenierías principalmente de la ingeniería de Petróleos y que por supuesto incluye aspectos fundamentales comunes a los modelos del proceso investigativo presentados anteriormente.

Gráfico 1.5 Visión esquemática del proceso de investigación propuesto por las autoras

Cada uno de los tres trayectos planteados en este esquema investigativo consta de unas etapas y acciones concretas ordenadas que resultan útiles en el desarrollo del proceso investigativo y que se presentarán con mayor detalle en los capítulos 2, 3 y 4.

A modo de conclusión, puede afirmarse que este apartado presenta cuatro modelos del proceso de investigación donde se explican sencillamente y desde contextos distintos, los pasos que puede seguir el investigador al diseñar, desarrollar, evaluar y divulgar su trabajo, con el propósito de que el tesista o candidato a posgraduado pueda revisar y ponderar cuál de estos modelos resulta pertinente al trabajo de grado que planea realizar.

2. La investigación en Ingeniería de Petróleos

Para contextualizar la investigación en Ingeniería de Petróleos, es importante ubicarla en términos del nivel de formación; de la investigación en el área de los hidrocarburos, y de la investigación en los trabajos de grado.

Históricamente en Ingeniería de Petróleos, como en otros programas de ingeniería, la investigación no era un componente fundamental en la formación de los estudiantes. Hace algunas décadas en las universidades muy pocos trabajaban en investigación y los pocos que lo hacían la desarrollaban algunas veces sin seguir un método estructurado y riguroso, en aspectos relacionados con la forma de abordar y resolver problemas, la presentación de informes y la propiedad intelectual, entre otros. Esta característica es coherente con el desarrollo histórico de las universidades que inicialmente tenían un énfasis profesionalizante y posteriormente un énfasis investigativo que propone la construcción de conocimiento nuevo propio de las instituciones de educación superior denominadas universidades.

Algunos aspectos como la globalización Bello, (2003,53) y las políticas nacionales de Ciencia y Tecnología Ley 29 de 1990, han permitido consolidar procesos de investigación en Colombia. Estos factores han hecho, que en las dos últimas décadas, Colombia despierte hacia horizontes claros de investigación que le permiten avanzar, desarrollar, consolidar conocimiento y alcanzar mayores niveles de autonomía para depender cada vez menos de la tecnología extranjera.

Concretamente en Colombia la creación del Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación Colciencias apoyó la formulación y desarrollo de importantes proyectos de investigación, así como la formación de muchos profesionales y docentes colombianos quiénes tuvieron la oportunidad de realizar programas de posgrado en diferentes partes del mundo, principalmente a nivel de maestría y doctorado. Esta coyuntura permitió al país dar un salto cuantitativo y cualitativo en materia de investigación, cuando los profesionales posgraduados empezaron a retornar al país, vinculándose a importantes empresas y universidades, replicando la experiencia vivida y contribuyendo a formar masa crítica en investigación. Además de Colciencias existen otros organismos nacionales e internacionales como Colfuturo, Fullbright, Instituto Colombiano de Crédito y Estudios Técnicos en el Exterior ICETEX, Banco Santander, etc., que tienen diferentes modalidades de financiación como becas, becas condonables o préstamos, encaminados a facilitar la formación a nivel de posgrados en Colombia o en el exterior.

Hoy, en la gran mayoría de universidades colombianas el tema de investigación es tan importante como el ejercicio docente. Los profesores impregnan de enfoque investigativo prácticamente todas las acciones de la academia y los estudiantes de pregrado tienen la oportunidad de vincularse desde los primeros semestres a grupos de investigación conformados y consolidados.

2.1 Nivel de formación e investigación

El Nivel de Formación Académica, se refiere a los diversos títulos académicos obtenidos por un estudiante en una universidad reconocida en el ámbito nacional o internacional. La investigación en la educación superior y en ingeniería, se corresponde con los niveles de escolaridad que ofrecen la mayoría de las universidades del mundo y que prácticamente son comunes a todas a ellas, con algunas variaciones como por ejemplo, los requisitos de admisión a la universidad y al programa, el número de años que se requieren para cursar un programa y algunas condiciones especificas que tienen que ver con la política interna de cada universidad en particular.

El gráfico 1.6 resume en términos generales los niveles de formación académica que puede alcanzar un estudiante universitario. Este cuadro presenta unos valores promedio de tiempo en años para los diferentes niveles de formación.

PROGRAMA	TIEMPO PROMEDIO(años)
Pregrado	5
Especialización	1
MaestríaAplicación o deInvestigación	2
Doctorado	4
Posdoctorado	1

Gráfico 1.6 Niveles de formación universitaria y promedio en años

De otra parte al hablar de Formación, es necesario precisar, que cada universidad tiene unas políticas internas definidas que no son universales. Esta flexibilidad permite por ejemplo que un profesional pueda ingresar directamente a un programa de doctorado, sin haber realizado ningún programa de posgrado previo ya sea de especialización o de maestría, mientras que otras universidades tienen como política, que un profesional en ingeniería no puede ingresar a un programa de doctorado sin antes haber realizado una maestría en el área de interés. Sin embargo, es muy frecuente que en la mayoría de los programas de maestría, no sea obligatorio haber realizado un programa de especialización previo para participar en ella. Esta situación ha generado que el estudiante de maestría no tenga continuidad en la formación investigativa acorde con los niveles de escolaridad de la posgraduación.

Finalmente para concluir el aspecto nivel de formación e investigación, particularmente en el ámbito de los programas relacionados con los hidrocarburos, es preciso mencionar que en Colombia existen cuatro Escuelas de Ingeniería de Petróleos, tres en universidades públicas (Universidad Industrial de Santander, UIS-Bucaramanga; Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín, UNALMED y Universidad Surcolombiana de Neiva, USCO) y un programa en la Universidad América, en Bogotá. De estas cuatro escuelas de petróleos, la única que ofrece programas de posgrado es la Escuela de Ingeniería de Petróleos de la UIS que tiene una Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos y tres especializaciones (Ingeniería de Gas, Gerencia de Hidrocarburos e Ingeniería de Producción). Igualmente se encuentra trabajando para abrir en el mediano plazo, tres programas adicionales de especialización (Ingeniería de Yacimientos, Sistemas Integrados de Gestión HSEQ y Perforación) que intentan responder a las necesidades formativas que la industria de los hidrocarburos requiere en el país. Sin embargo, para contribuir al fortalecimiento de la investigación en el área de los hidrocarburos la Escuela de Ingeniería de Petróleos de la UIS, que tiene experiencia en el desarrollo de programas de posgraduación en este campo, está contemplando la posibilidad de ofrecer un doctorado en el área de hidrocarburos, único en el país lo cual enriquecería el avance en el conocimiento en esta área y contribuiría al progreso de la industria petrolera. Es necesario mencionar que en Colombia la investigación generada en programas doctorales como la Química, Física e Ingeniería Química han aportado significativamente al desarrollo científico en la cadena productiva de los hidrocarburos.

2.2 La investigación en el área de los hidrocarburos

En las universidades la investigación gira alrededor de unas áreas estratégicas que se convierten en el eje central, alrededor del cual se enmarcaran los desarrollos científicos de los grupos de investigación. En el caso concreto de la Universidad Industrial de Santander (UIS), las áreas estratégicas que aplican a las ingenierías son: Energías (Portafolio de programas de apoyo, Vicerrectoría de Investigación y Extensión UIS, 2010), Materiales, Biotecnología y Tecnologías de la Información y la Comunicación - TIC´s. Estos ejes centrales le permiten a las diferentes escuelas de la UIS, ubicar sus intereses investigativos en una o más líneas estratégicas de investigación. Particularmente los grupos de investigación de la Escuela de Ingeniería de Petróleos de la UIS, mencionados a continuación, se enmarcan principalmente dentro del área Recursos energéticos.

1.Grupo de Investigación en Estabilidad de Pozos

2.Grupo de Modelamiento de Procesos Hidrocarburos

3.Grupo de Investigación de Recobro Mejorado

Algunos de estos grupos se encuentran clasificados en Colciencias y otros están registrados y en proceso de clasificación. Es importante mencionar también que a pesar de que todos los grupos se encuentran enmarcados en el área estratégica de Recursos Energéticos; cada grupo a su vez, define unas líneas de investigación que se convierten en las prioridades estratégicas de cada grupo.

De otra parte, la conformación de un grupo de investigación en ingeniería y su funcionamiento son esencialmente iguales para la mayoría de los grupos de investigación, con algunas variaciones dependiendo de la especificidad del grupo y de las preferencias del director y de sus integrantes. A continuación se presenta un modelo de funcionamiento de un grupo de investigación, basado en la experiencia vivida por algunos de los grupos de investigación de la Escuela de Ingeniería de Petróleos de la UIS, algunos de los cuales nacieron hace una década en el marco de convenios de investigación firmados entre la Universidad Industrial de Santander y el Instituto Colombiano del Petróleo - ECOPETROL S.A.

Para la conformación de un grupo de investigación, cada director de grupo define unas políticas claras sobre quiénes integran el grupo y cómo será la dinámica del mismo. Sin embargo, como se mencionó anteriormente el modelo piloto que se implementó hace diez años, ha sido fundamental para el desarrollo de los grupos de investigación actuales. El gráfico 1.7 muestra el modelo implementado y la estructura general de un grupo de investigación el cual se encuentra ligado a los niveles de formación universitaria. Se observa claramente que el grupo debe tener en el primer nivel un director de grupo, que en la mayoría de los casos corresponde a un profesor de tiempo completo con trayectoria en investigación. En un segundo nivel se encuentra un profesional-investigador, que normalmente se ha formado en el grupo y quien además de sus labores investigativas se encarga del cumplimiento de las actividades administrativas e investigativas del grupo. En un tercer nivel se encuentran los líderes de cada una de las sublíneas de investigación definidas en el grupo (estos líderes pueden ser estudiantes de doctorado o de maestría, si los hay, o estudiantes de décimo semestre de pregrado). El cuarto, quinto y sexto nivel corresponde a estudiantes de posgrado, tesistas y estudiantes de pregrado pertenecientes a los semilleros de cada una de las líneas de investigación.

Gráfico 1.7 Modelo estructural de un grupo de investigación asumido por la Escuela de Ingeniería de Petróleos de la UIS

Toda esta estructura de estudiantes y profesionales, está apoyada por profesores de la Universidad y por profesionales de la industria, quienes asesoran y dirigen los diferentes trabajos realizados por los estudiantes que pertenecen al grupo de investigación. El éxito de un grupo de investigación depende en gran parte de los proyectos que lidera, de los resultados obtenidos en las investigaciones, del funcionamiento interno del grupo y del compromiso y eficiencia con la cual cada uno de sus integrantes asume la realización de las tareas investigativas.

De igual manera, el objetivo principal de un grupo de investigación, es sin duda alguna contribuir al desarrollo científico en un campo específico del conocimiento y este objetivo general lleva implícito algunos objetivos específicos de gran relevancia, como son la formación de investigadores y las publicaciones científicas. Como su nombre lo indica el Proceso de formación de Investigadores, es un proceso continuo que debe realizar el estudiante durante su permanencia en el grupo. Este proceso contempla básicamente las siguientes actividades, que son prácticamente de carácter obligatorio:

•Asistir a reuniones semanales en las cuales se presenta el avance de cada investigación.

•Escribir periódicamente informes.

•Realizar las correcciones a sus informes, los cuales son revisados y calificados por profesores, profesionales de la industria o por estudiantes de semestres superiores.

•Escribir artículos científicos, en periodos de tiempo estipulados de acuerdo a las políticas del grupo.

Conforme a lo anteriormente mencionado, se observa que en forma general los grupos de investigación están directamente relacionados con el nivel de formación académica de sus integrantes.

El gráfico 1.8 que aparece a continuación presenta una pirámide que muestra el ascenso progresivo en formación académica que pueden lograr los integrantes de un grupo de investigación. La pirámide se divide en dos partes: la inferior incluye estudiantes de programas de pregrado donde se ubican los semilleros de cuarto a octavo semestre y tesistas de noveno y décimo semestre. La parte superior de la pirámide incluye estudiantes de programas de posgrado de los niveles de especialización, maestría y doctorado. Es importante mencionar que en términos generales las especializaciones se realizan para profundizar en un conocimiento específico, de manera que los estudiantes acceden a ellas por iniciativa propia o porque el grupo de investigación requiere de ese conocimiento especifico. Por otro lado, los estudiantes de maestría son pre-seleccionados por el director del grupo de investigación de acuerdo al rendimiento durante su permanencia en el grupo, pero posteriormente deben seguir el proceso riguroso de admisión de acuerdo al Reglamento Estudiantil de posgrado de cada universidad. De igual manera los estudiantes de doctorado son seleccionados de manera muy rigurosa, ya que deben tener un perfil netamente de investigadores y deben haber demostrado a lo largo de cuatro o cinco años de participación en el grupo de investigación, que son excelentes candidatos para realizar el doctorado.

Gráfica 1.8 Ascenso progresivo en formación académica que logran los integrantes de un grupo de investigación

Como muestra la pirámide, a medida que aumenta el nivel de investigación el número de estudiantes se va reduciendo en cada nivel debido a varios factores, por ejemplo algunos estudiantes son seleccionados para realizar prácticas empresariales, otros son contratados por alguna empresa o no tienen perfil de investigadores, o se gradúan en pregrado y no continúan el posgrado, o son favorecidos con becas para realizador estudios de posgrado en el exterior, o no se sienten cómodos con las políticas del grupo y se retiran.

2.3 La investigación en los trabajos de grado

Como se mencionó anteriormente el objetivo de este libro es presentar una guía útil para estudiantes de último año de pregrado y para estudiantes de posgrado, especialmente estudiantes de especialización. Sin embargo, antes de hablar de la investigación en los trabajos de grado, es importante saber que de acuerdo al nivel de formación, cada trabajo de grado se identifica con un nombre particular y su propia reglamentación.

En el caso concreto de la UIS el Reglamento de posgrado y el Reglamento de trabajos de grado presentan una normatividad relacionada con los estudiantes, directores y calificadores. Aunque las modalidades de los trabajos de grado son reglamentadas en la autonomía de cada de Universidad, la mayoría de estas modalidades tienen elementos comunes.

El gráfico 1.9 que se presenta a continuación resume el nivel de formación, el nombre del trabajo de grado y las diferentes modalidades vigentes, en la Universidad Industrial de Santander y aplicables al área de ingeniería.

NIVEL DE FORMACIÓN	NOMBRE	MODALIDAD
Pregrado	Trabajo de Grado	Trabajo de investigaciónPráctica en docenciaPráctica empresarialSeminario de investigaciónCursos en programas de maestría y doctoradoPasantía de investigaciónPráctica en creación de empresas9
Especialización	Monografía	MonografíaTrabajo de aplicación10
Maestría* Profundización* Investigación	* Trabajo de Grado* Trabajo de Grado	* Trabajo de aplicación* Trabajo deinvestigación11
Doctorado	Tesis Doctoral	Trabajo de Investigación(aporte original)12

Gráfico 1.9 Nivel de formación universitaria, trabajo de grado y modalidades en la UIS

Los Reglamentos mencionados anteriormente, además de establecer el tipo de trabajo de grado y las modalidades, se refieren a la dirección y evaluación del trabajo de grado, lo cual permite a los estudiantes saber que perfil de profesionales debe orientar o calificar sus trabajos de grado.

Aunque el objetivo principal de este apartado no son los trabajos de pregrado, si es importante saber qué tipo de investigación realizan los estudiantes de último año de ingeniería, teniendo en cuenta que en muchos casos los estudiantes de posgrado pueden utilizar como fundamento de sus trabajos de investigación, los resultados obtenidos por estudiantes de pregrado.

Como se ilustró en el gráfico anterior algunas modalidades de trabajo de grado como: Trabajo de investigación; Seminario de investigación; Cursos en programas de maestría y doctorado; y Pasantía de investigación, conectan directamente al estudiante de pregrado con temas de investigación. En la modalidad de Trabajo de investigación el estudiante prácticamente plantea y desarrolla una propuesta de investigación, cuyos resultados contribuyen a la solución de un problema particular. Por otro lado, el Seminario de investigación tiene como propósito iniciar en el estudiante el proceso de formación como investigador; mientras que en la modalidad de Pasantía de investigación el estudiante se vincula formalmente a un grupo de investigación de la universidad o de una empresa. De igual manera los estudiantes pueden realizar su proyecto de grado en la modalidad: Cursos en programas de maestría y doctorado, esta modalidad por supuesto es para estudiantes que tengan perfil de investigadores, hayan identificado un problema de investigación y deseen profundizar en esa área del conocimiento.

La experiencia, en más de dos décadas como docentes universitarias, nos ha mostrado que la calidad y el nivel de los trabajos de grado, relacionados con investigación, varía de acuerdo a diversos factores como: el interés del estudiante, el problema planteado, la forma de abordar el problema, el director del proyecto, etc. Esto finalmente se traduce en que los proyectos son desarrollados en un abanico de posibilidades que varía desde los trabajos de grado que son desarrollados de manera sorprendentemente exitosa, hasta los que logran cumplir únicamente con los mínimos establecidos.

Es importante resaltar que la forma de realizar los proyectos de grado ha cambiado significativamente. Tradicionalmente los estudiantes por iniciativa propia buscaban y desarrollaban un tema que les llamara la atención, pero en muchas ocasiones estos proyectos no cumplían con las normas mínimas de rigor científico que exige un trabajo de investigación. Afortunadamente la tecnología, los avances científicos, las políticas nacionales de investigación y la reglamentación interna de las universidades relacionadas con investigación, permiten hoy realizar unos proyectos de grado sistematizados, reglamentados y articulados, en la mayoría de los casos, a las líneas estratégicas de investigación definidas por las instituciones de educación superior.

En el caso concreto de la UIS determinados Grupos de Investigación, permiten que algunos estudiantes ingresen a estos grupos en cuarto o quinto semestre, como se mencionó anteriormente. Esta condición les permite a los estudiantes permanecer en el grupo entre dos y tres años, empezando su formación como investigadores; de manera tal que al finalizar su estudio de pregrado el estudiante ha adquirido unas competencias técnicas e investigativas, que en algunos casos les permiten desarrollar proyectos de grado casi del nivel de una maestría. Esto ha sido fácilmente verificable cuando un estudiante de pregrado logra una publicación en una revista científica indexada, con su trabajo de pregrado. Esta coyuntura, de estudiantes sobresalientes, les facilita el ingreso a programas de posgrado, en universidades nacionales o internacionales.

En el caso concreto de los posgrados en la UIS, como se ilustró en el gráfico 1.9, cada programa contempla un trabajo de grado con niveles crecientes de complejidad correspondientes al nivel educativo al cual hace referencia. En este punto es necesario aclarar que significa cada nivel de posgraduación y su correspondiente trabajo de grado. “Los programas de especialización son aquellos que se desarrollan con posterioridad a un programa de pregrado y posibilitan el perfeccionamiento en la misma ocupación, profesión, disciplina o áreas afines o complementarias”. Ley 30 de 1992, Artículo 11. Es así como los estudiantes de las especializaciones deben entregar un trabajo de grado que puede ser una Monografía o un Trabajo de Aplicación según lo legislado en el Acuerdo 074 de 2005 del Consejo Superior, UIS Artículo 43. La Monografía corresponde a “un texto argumentativo, con función informativa, que presenta y organiza los datos obtenidos sobre una determinada temática, de varias fuentes, analizados con una visión crítica”. Mientras que el Trabajo de aplicación, corresponde a “un informe de resultados de una intervención realizada en una institución como aplicación de los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridas”.

La experiencia vivida con estudiantes de programas de especialización particularmente en la Escuela de Ingeniería de Petróleos de la UIS, muestra que la mayoría de las monografías corresponden a Trabajos de Aplicación, teniendo en cuenta que más del 90% de los estudiantes están contratados en la industria petrolera nacional, realizando trabajos prácticos de campo; lo cual facilita el desarrollo de la Monografía en la modalidad de Aplicación. Es importante mencionar que en su gran mayoría estas Monografías constituyen documentos muy valiosos de consulta para los estudiantes de pregrado y posgrado; ya que documentan la realidad vivida en muchas de las operaciones técnicas realizadas en los campos petroleros del país.

La Ley 30 de 1992, Artículo 12 aclara que “Los Programas de maestría, doctorado y post-doctorado tienen a la investigación como fundamento y ámbito necesarios de su actividad. Las maestrías buscan ampliar y desarrollar los conocimientos para la solución de problemas disciplinarios, interdisciplinarios o profesionales y dotar a la persona de los instrumentos básicos que la habilitan como investigador en un área específica de las ciencias o de las tecnologías o que le permitan profundizar teórica y conceptualmente en un campo de la filosofía, de las humanidades y de las artes”. En la UIS, los programas de maestría pueden ser de Profundización o de Investigación, de manera que el Trabajo de Grado, puede ser un Trabajo de aplicación o un Trabajo de investigación, respectivamente según lo señalado en el reglamento general de Posgrado.